高精料飼喂對泌乳奶牛乳蛋白合成及其前體物氨基酸代謝的影響.pdf

1、本研究旨在研究我國高精料飼養(yǎng)條件下，乳蛋白合成前體物氨基酸的生成與利用規(guī)律及分子基礎(chǔ)，闡明其對乳蛋白合成的影響機制，研究包括以下三個方面的主要內(nèi)容:
　　1、高精料日糧飼喂對泌乳奶牛乳蛋白前體物氨基酸代謝流向及乳蛋白的影響
　　試驗選用泌乳期奶牛10頭，隨機分為2組，分別飼喂精粗比4∶6（低精料組）和6∶4（高精料組）日糧，為期23周。進行如下試驗:1）乳產(chǎn)量和乳成分含量測定;2）瘤胃液pH測定;3）血液相關(guān)生化指標(biāo)、游離氨

2、基酸及瘤胃異常產(chǎn)物L(fēng)PS等含量的測定。結(jié)果:1）飼喂初期產(chǎn)奶量無變化，從第5周開始高精料飼喂可增加乳的產(chǎn)量。至第14周乳產(chǎn)量出現(xiàn)降低，直至實驗結(jié)束。2）飼喂前期，高精料組奶牛乳中乳蛋白、乳脂肪等含量高于低精料組，至20周顯著降低(P＜0.05)。乳中乳糖、總固體物質(zhì)、脫乳干物質(zhì)和乳尿素氮的含量均無顯著差異(P＞0.05)。3)試驗第4周，通過瘤胃瘺測定瘤胃pH。兩組奶牛pH低于5.8均持續(xù)超過3小時，均有SARA存在，高精料組持續(xù)時間更

3、長。4）與低精料組相比，高精料組奶牛頸靜脈血中Asp、Ala、Tyr、Thr、Val、Trp和Ile的含量高于低精料組?？傆坞x氨基酸含量降低，其中Arg的含量顯著降低(P＜0.05)。同時血液中LPS含量增加;血中谷丙轉(zhuǎn)氨酶(GPT)、谷草轉(zhuǎn)氨酶(GOT)和肌酐含量(P＜0.05)增加或顯著增加(P＜0.01)。結(jié)果提示:高精料飼喂泌乳奶牛，短期內(nèi)乳的產(chǎn)量、乳蛋白和乳脂肪的含量均有增加。長期飼喂，乳蛋白及乳脂肪均明顯降低;同時，奶牛瘤胃

4、發(fā)酵異常，處于SARA狀態(tài)，異常代謝產(chǎn)物L(fēng)PS等釋放增多，血中總游離氨基酸含量降低。結(jié)論:高精料長期飼喂對乳品質(zhì)、瘤胃及機體健康都是不利的，其詳細(xì)機制有待進一步研究。
　　2、高精料日糧飼喂泌乳奶牛乳蛋白前體物氨基酸在肝臟中的代謝變化與乳蛋白下降的研究
　　研究包括2個系列
　　系列一高精料飼喂泌乳奶牛肝臟中氨基酸分配與重分配變化
　　試驗選用泌乳奶牛10頭，隨機分為2組，分別飼喂精粗比4∶6（低精料組）和6∶4

5、（高精料組）日糧，為期23周。活體穿刺采集肝臟，觀察肝臟組織學(xué)變化。肝臟插管采集肝靜脈和門靜脈血，測定進出肝臟血液中氨基酸代謝相關(guān)生化指標(biāo)及游離氨基酸含量。結(jié)果:1）高精料組奶牛肝臟組織可見中央靜脈輪廓模糊，肝索排列不正常，肝細(xì)胞邊緣不清，肝臟處于損傷狀態(tài);2）高精料組奶牛肝門靜脈（入肝血）中游離氨基酸含量均高于肝靜脈（出肝血）中，即氨基酸在肝中消耗多于低精料組，以Ser、Gln、Gly、Val，Ile，Lys，Arg顯著或極顯著高于低

6、精料組(P＜0.05&P＜0.01);3)與低精料組相比，高精料組奶牛進出肝臟血液中總蛋白(TP)、球蛋白(Glb)和葡萄糖(Glu)含量均表現(xiàn)進少出多，白蛋白(Alb)，尿素氮含量無明顯變化;進肝血中肌酐的含量顯著高于低精料組(P＜0.05)，且大于出肝血。結(jié)果提示:高精料長期飼喂，泌乳奶牛肝臟組織受損，進入肝臟游離氨基酸多于出肝血，肝臟中總蛋白、球蛋白、葡萄糖和肌酐的合成增加，氨基酸在肝臟內(nèi)被過多消耗。肝臟中氨基酸發(fā)生了分配和重分配

7、變化，導(dǎo)致乳蛋白合成前體物氨基酸的供應(yīng)量減少，可能是高精料長期飼喂致乳蛋白下降的原因之一。
　　系列二高精料飼喂泌乳奶牛肝臟的比較蛋白組學(xué)研究
　　上一系列研究結(jié)果提示高精料飼喂乳蛋白下降與肝臟中過多消耗了其主要的前體物氨基酸有關(guān)。那么氨基酸在肝臟中發(fā)生了怎樣的變化？本系列研究我們采用肝臟蛋白組學(xué)技術(shù)，通過比較分析，進一步揭示其可能機制。實驗通過2D-PAGE分離獲得差異蛋白點，結(jié)合MALDI-TOF-MS質(zhì)譜鑒定。結(jié)果肝臟

8、雙向電泳分離得到56個表達豐度大于2.0或小于0.5的差異蛋白點(P＜0.05)，成功鑒定了40個差異表達的蛋白。對其進行功能分類主要涉及了機體進程或代謝過程，包括蛋白質(zhì)合成、蛋白質(zhì)折疊和組裝、碳水化合物代謝、氨基酸和氮代謝等。對篩選出的以及成功鑒定的差異表達蛋白進行理論蛋白互作分析得到以丙酮酸羧化酶為核心的蛋白代謝互作網(wǎng)絡(luò)，其中氨基酸和氮代謝、脂代謝和碳水化合物代謝顯著關(guān)聯(lián)。驗證結(jié)果顯示，與低精料組相比，高精料飼喂顯著上調(diào)了肝臟中天冬

9、氨酸轉(zhuǎn)氨酶（2.768±0.07 vs.1.001±0.04）、胍基乙酸甲基轉(zhuǎn)移酶（3.289±0.11vs.1.002±0.05）和甘油醛-3-磷酸脫氫酶（3.667±0.11 vs.1.027±0.17）基因的mRNA表達水平(P＜0.05)。提示:高精料飼喂泌乳奶牛肝臟的主要物質(zhì)代謝及防御機制發(fā)生了變化，肝臟中糖、脂肪和氨基酸分解代謝受阻，肌酸和蛋白質(zhì)（球蛋白和應(yīng)急蛋白）合成代謝加強，抗氧化應(yīng)激過程激活等導(dǎo)致了肝臟氨基酸被過多消耗

10、。
　　3、高精料日糧飼喂泌乳奶牛乳腺乳蛋白前體物氨基酸利用與乳蛋白下降研究
　　試驗選用泌乳期奶牛10頭，隨機分為2組，分別飼喂精粗比4∶6（低精料組）和6∶4（高精料組）日糧，為期23周。進行如下試驗:1）組織學(xué)觀察高精料長期飼喂泌乳奶牛乳腺的形態(tài)變化;2）乳靜脈血液氨基酸含量和乳中體細(xì)胞數(shù)量的測定;3），活體穿刺采集乳腺，熒光定量PCR檢測乳腺組織中SLC7A8、SLC7A10、SLC16A10、SLC1A3、SLC7

11、A7、SLC7A6和SLC6A15氨基酸轉(zhuǎn)運載體基因的mRNA表達水平。結(jié)果:1）與低精料組相比，高精料組奶牛乳腺組織腺泡中出現(xiàn)較多的嗜中性粒細(xì)胞，腺泡結(jié)構(gòu)部分被破壞，腺泡壁結(jié)構(gòu)模糊。2）與低精料組相比，奶牛乳靜脈血中Asn、Gly、Tyr、Arg和Lys的含量顯著降低(P＜0.05)。總游離氨基酸和生糖氨基酸含量均低于低精料組。乳中體細(xì)胞增加，超過25萬cell/mL。3）乳腺組織中氨基酸轉(zhuǎn)運載體SLC16A10、SLC1A3和SLC

12、7A10基因的mRNA表達水平顯著降低(P＜0.05)，SLC6A15、SLC7A7和SLC7A6基因的mRNA表達水平顯著升高(P＜0.05)。結(jié)果提示:高精料飼喂泌乳期奶牛，乳中體細(xì)胞顯著增加，乳腺腺泡結(jié)構(gòu)受到破壞，誘發(fā)隱性乳房炎，乳腺對氨基酸的有效利用發(fā)生改變，相應(yīng)的氨基酸轉(zhuǎn)運載體表達下調(diào)，進入乳腺的氨基酸，特別是BCAA較少的參與了乳蛋白的合成，可能優(yōu)先參與了乳腺非健康情況下其他的功能活動，乳蛋白合成減少，乳蛋白含量下降。